Хлорофилл - название группы зеленых пигментов, обнаруженных в растениях, водорослях и цианобактериях. Двумя наиболее распространенными типами хлорофилла являются хлорофилл а, который является сине-черным эфир с химической формулой С55ЧАС72MgN4О5и хлорофилл b, который является темно-зеленым эфиром с формулой C55ЧАС70MgN4О6. Другие формы хлорофилла включают хлорофилл с1, с2, d и f. Формы хлорофилла имеют разные боковые цепи и химические связи, но все они характеризуются пигментным кольцом хлорина, содержащим ион магния в его центре.
Ключевые выводы: хлорофилл
- Хлорофилл - это молекула зеленого пигмента, которая собирает солнечную энергию для фотосинтеза. На самом деле это семейство связанных молекул, а не одна.
- Хлорофилл содержится в растениях, водорослях, цианобактериях, простейших и некоторых животных.
- Хотя хлорофилл является наиболее распространенным фотосинтетическим пигментом, существует несколько других, включая антоцианы.
Слово "хлорофилл" происходит от греческих слов хлорос, что означает «зеленый», и
phyllon, что означает «лист». Жозеф Бенаиме Каванту и Пьер Жозеф Пеллетье впервые выделили и назвали молекулу в 1817 году.Хлорофилл является важной молекулой пигмента для фотосинтезахимические технологические установки используют для поглощения и использования энергии света. Он также используется в качестве пищевого красителя (E140) и в качестве дезодорирующего агента. В качестве пищевого красителя хлорофилл используется для придания пасте зеленого цвета, абсента и других продуктов питания и напитков. Как воскообразное органическое соединение, хлорофилл не растворяется в воде. Он смешивается с небольшим количеством масла при употреблении в пищу.
Также известен как: Альтернативное написание для хлорофилла - хлорофил.
Роль хлорофилла в фотосинтезе
общее сбалансированное уравнение для фотосинтеза является:
6 СО2 + 6 ч2O → C6ЧАС12О6 + 6 O2
где углекислый газ а также вода реагировать, чтобы произвести глюкоза а также кислород. Тем не менее, общая реакция не указывает на сложность химических реакций или молекул, которые участвуют.
Растения и другие фотосинтезирующие организмы используют хлорофилл для поглощения света (обычно солнечной энергии) и преобразования его в химическую энергию. Хлорофилл сильно поглощает синий свет, а также немного красного света. Он плохо впитывает зелень (отражает его), поэтому богатые хлорофиллом листья и водоросли появляются зеленые.
У растений хлорофилл окружает фотосистемы в тилакоидной мембране органеллы, называемые хлоропластами, которые сосредоточены в листьях растений. Хлорофилл поглощает свет и использует резонансную передачу энергии для возбуждения реакционных центров в фотосистеме I и фотосистеме II. Это происходит, когда энергия от фотон (свет) удаляет электрон из хлорофилла в реакционный центр P680 фотосистемы II. Электрон высокой энергии входит в цепь переноса электронов. P700 фотосистемы I работает с фотосистемой II, хотя источник электронов в этой молекуле хлорофилла может варьироваться.
Электроны, которые входят в цепь переноса электронов, используются для накачки ионов водорода (H+) через тилакоидную мембрану хлоропласта. Хемиосмотический потенциал используется для выработки энергии молекулы АТФ и для уменьшения НАДФ+ НАДФ. НАДФН, в свою очередь, используется для уменьшения углекислого газа (СО2) в сахара, такие как глюкоза.
Другие пигменты и фотосинтез
Хлорофилл является наиболее широко известной молекулой, используемой для сбора света для фотосинтеза, но это не единственный пигмент, который выполняет эту функцию. Хлорофилл принадлежит к большему классу молекул, называемых антоцианинами. Некоторые антоцианы функционируют в сочетании с хлорофиллом, в то время как другие поглощают свет независимо или в другой точке жизненного цикла организма. Эти молекулы могут защищать растения, изменяя их окраску, делая их менее привлекательными в качестве пищи и менее заметными для вредителей. Другие антоцианы поглощают свет в зеленой части спектра, расширяя диапазон света, который может использовать растение.
Биосинтез хлорофилла
Растения производят хлорофилл из молекул глицина и сукцинил-КоА. Существует промежуточная молекула, называемая протохлорофиллидом, которая превращается в хлорофилл. У покрытосеменных эта химическая реакция зависит от света. Эти растения бледны, если они выращены в темноте, потому что они не могут завершить реакцию с образованием хлорофилла. Водоросли и несосудистые растения не требуют света для синтеза хлорофилла.
Протохлорофиллид образует у растений токсичные свободные радикалы, поэтому биосинтез хлорофилла строго регулируется. Если железа, магния или железа недостаточно, растения могут быть неспособны синтезировать достаточно хлорофилла, выглядя бледными или относящийся к хлору. Хлороз также может быть вызван неправильным уровнем pH (кислотность или щелочность), болезнетворными микроорганизмами или атакой насекомых.